picoampere

Un picoamperio es una billonésima parte de un amperio, o 10−12 A. A esta escala, se mide el débil goteo de electrones que escapa a través de materiales que se supone que bloquean completamente la corriente, o el susurro de carga que fluye a través de una película superficial de polvo y humedad. En metrología práctica, el picoamperio se sitúa en la frontera entre la física teórica y la medición industrial del mundo real, donde el ruido y la deriva se vuelven más difíciles de controlar que la propia señal.

La aplicación principal es la prueba de resistencia de aislamiento en equipos de alta tensión. Un cable de alimentación, un buje de transformador o un condensador que parece eléctricamente sano a voltajes normales, tendrá fugas de picoamperios a través de sus superficies dieléctricas y a través de su material a granel. Los técnicos aplican un voltaje de prueba (a menudo cientos o miles de voltios) a través del aislamiento sospechoso y miden la corriente resultante. Un cable en buenas condiciones podría pasar miliamperios a través de su resistencia en una dirección, pero solo nanoamperios o picoamperios fugando a través de su superficie. Cuando esa fuga aumenta al rango de picoamperios o nanoamperios, donde solía estar en femtoamperios, se sospecha de degradación o entrada de humedad.

La medición a nivel de picoamperios exige instrumentos de muy alta impedancia de entrada y corriente de polarización extremadamente baja. Los voltímetros y picoamperímetros de grado electrómetro utilizan blindaje electrostático, entradas protegidas y, a menudo, enfriamiento de la etapa de entrada para reducir el ruido térmico. Los cables de prueba deben ser cables coaxiales de baja pérdida. El tiempo de medición suele ser de segundos a minutos por punto porque la acumulación de carga y la absorción dieléctrica ocurren lentamente. La estabilidad de la temperatura es importante; un cambio de 1 grado Celsius puede desplazar las lecturas en un 10 por ciento o más a este nivel.

Variantes y escalas adyacentes

El femtoamperio (10−15 A) es medible solo en condiciones de laboratorio con aparatos especializados; el nanoamperio (10−9 A) es rutinario en el trabajo de campo y de banco. El microamperio (10−6 A) marca el umbral por encima del cual la mayoría de los multímetros ordinarios funcionan de forma fiable. El picoamperio se sitúa en la brecha donde las pruebas industriales son necesarias y difíciles: lo suficientemente común como para encontrarlo en trabajos de aislamiento de alta tensión, lo suficientemente raro como para que los medidores estándar no puedan verlo sin esfuerzo.

El término proviene directamente del prefijo SI pico, de la palabra española pico que significa cumbre o parte puntiaguda, adoptado para denotar 10−12. Entró en uso técnico en la década de 1960 a medida que las pruebas de semiconductores y circuitos de alta impedancia se hicieron rutinarias. Hoy aparece en las normas para las pruebas de resistencia de aislamiento de cables, transformadores y equipos de potencia, donde los umbrales a menudo se establecen en el rango de nanoamperios a picoamperios bajos como un límite de aprobación/falla.